Технологии мобильной связи: услуги и сервисы

ТЕХНОЛОГИИ 
МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ: 
УСЛУГИ И СЕРВИСЫ

Москва
ИНФРА-М
2019

А.Г. БЕЛЬТОВ
И.Ю. ЖУКОВ
Д.М. МИХАЙЛОВ
А.В. СТАРИКОВСКИЙ

УДК 621.396(075.8)
ББК 32.884.1я73
 
Б 44

 Бельтов А.Г.
 Технологии мобильной связи: услуги и сервисы / А.Г. Бельтов, 
И.Ю. Жуков, Д.М. Михайлов, А.В. Стариковский. — М. : 
ИНФРА-М, 2019. — 206 с. — (Просто, кратко, быстро).

ISBN 978-5-16-004889-5

Книга посвящена инновационным и уже проверенным технологиям индустрии мобильной связи, которые используются для предоставления пользователям сотовых телефонов дополнительных услуг 
за отдельную плату.
Особое внимание уделяется применению каждой из предоставленных услуг сотовой связи. Выделены достоинства, которыми обладают 
сервисы, а также их привлекательность с точки зрения бизнеса. Кроме 
того, в книге описывается техническая реализация услуг и сервисов, 
а также способы интеграции различных мобильных технологий.
Книга будет полезна проектировщикам и инженерам сервисных 
систем в области беспроводной связи, а также предпринимателям, 
желающим открыть новый или расширить существующий бизнес 
в сфере мобильных технологий.

Б 44

ББК 32.884.1я73

© Авторский коллектив, 2012 
ISBN 978-5-16-004889-5

Подписано в печать 25.01.2013.
Формат 60×88/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Newton». Печать офсетная.
Усл. печ. л. 12,74. Уч.-изд. л. 14,18. ПТ10. 
Цена свободная.
ТК 157750-9692-250611

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

ВВедение

Книга «Технологии мобильной связи: услуги и сервисы» посвящена инновационным решениям индустрии мобильной связи, которые используются для предоставления пользователям сотовых 
телефонов дополнительных услуг за отдельную плату. Подобные 
услуги получили название VAS (Value Added Services — создающие 
дополнительную стоимость сервисы). Рынок VAS-услуг стремительно развивается.
VAS-услуги представляют большой интерес для сотовых операторов. В связи с постоянной конкуренцией стоимость голосовых услуг 
постепенно снижается, что отражается на важнейшем для любого оператора показателе — средней выручке с одного абонента. Появление 
VAS-услуг стало возможным с постепенным развитием стандартов 
беспроводной связи. Первоначально мобильные устройства были неспособны даже отправлять и принимать текстовые сообщения.
Прежде чем начать обзор услуг мобильной связи, обратимся к 
истории возникновения данной области. Первая в мире базовая 
станция сотовой связи была смонтирована в 1973 г. в Нью-Йорке 
компанией Motorola. Она позволяла обслуживать не более 30 абонентов и соединяла их с наземными линиями связи. Для работы в 
сети применялся сотовый телефон Dina-TAC, который весил чуть 
более 1 кг и составлял 22 см в длину. Первый телефонный звонок по 
этому телефону состоялся 3 апреля 1973 г., и совершил его вице-президент компании Motorola Мартин Купер. Он произнес первые слова, пронесшиеся сквозь расстояние без проводов, на стационарный 
телефон начальника исследовательского отдела Bell Laboratories. Поэтому днем рождения сотового телефона, а вместе с ним и всей сотовой связи можно считать 3 апреля 1973 г.
Первая коммерческая сеть мобильной связи была запущена лишь 
пять лет спустя в Бахрейне. Сеть насчитывала две соты с 20 каналами, 
работающими в диапазоне 400 МГц, и обслуживала 250 абонентов.
С этого момента началось широкое распространение сотовой связи по всему миру. Однако каждое государство стремилось к созданию 
собственной сети. Это привело к рождению новой проблемы — абоненты одной сети не могли пользоваться своим телефоном в другой 
стране из-за разницы в частотных диапазонах. К тому же такие сети 
были аналоговыми, что приводило к нарушению конфиденциальности разговоров. Такие сети получили название сотовых сетей первого поколения. Их можно охарактеризовать как сети передачи голосового трафика по аналоговому каналу. Стандарты первого поколения мобильной связи (1G) NMT-450 и AMPS были аналоговыми. 
Низкочастотный голос человека передавался на высокочастотной 

несущей, около 450 МГц в случае NMT и 820–890 МГц в случае 
AMPS, с применением схемы амплитудно-частотной модуляции.
Решением указанных выше проблем занялась Европейская конференция администраций почт и электросвязи, которая насчитывала в своем составе 26 стран. Она приняла решение о создании специальной группы Groupe Special Mobile, целью которой была разработка единого европейского стандарта цифровой сотовой связи. 
Новый стандарт получил название GSM (Global System for Mobile 
Communications — глобальная система мобильных коммуникаций), 
который использовал диапазоны 900 и 1800 МГц. Последний был 
включен с учетом перспектив развития сотовой связи в Европе и во 
всем мире.
Финляндия стала первым государством, запустившим сеть GSM. 
Коммерческая эксплуатация сети началась в 1992 г. С этого момента 
начинается глобальное распространение стандарта GSM [5].
Так родилось второе поколение сетей сотовой связи 2G, которые 
были способны предоставлять абонентам новые, не голосовые 
услуги. Именно с этого момента стало возможным появление перспективных услуг в области мобильной связи.
Первые неголосовые услуги строились на базе появившейся в сетях 2G технологии передачи коротких текстовых сообщений SMS 
(Short Message Service — сервис коротких сообщений).
Помимо SMS-сервиса первые телефоны стандарта GSM позволяли передавать данные по протоколу, получившему название CSD 
(Circuit Switched Data — передача данных по коммутируемым линиям). При этом скорости передачи данных хватало лишь на передачу 
факсимильного сообщения. В период бурного развития Интернета 
в конце 1990-х гг. появилась новая потребность — использование 
своего сотового телефона в качестве модема. В процессе поиска решений по повышению скорости соединения появилась технология 
HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data — высокоскоростная передача данных по коммутируемым линиям), которая обеспечивала 
гораздо более высокую скорость. Но данные по-прежнему передавались по голосовому каналу.
С целью решения данной проблемы инженеры разработали технологию GPRS (General Packed Radio Services — пакетная радиопередача данных). Отличительной особенностью данной технологии 
стало разделение каналов передачи голоса и данных, в результате 
чего оплачивался только объем переданного и полученного трафика 
независимо от времени соединения.
С появлением пакетной передачи данных сети сотовой связи стали именоваться сетями 2.5G. Использование GPRS позволило создать новый формат передачи сообщений, который был назван MMS 
(Multimedia Messaging Service — сервис мультимедийных сообщений). Сервис MMS позволил передавать не только текстовую, но и 

различную мультимедийную информацию, такую как фотографии, 
аудио- и видеоклипы. При этом появилась возможность передачи 
данных не только на другие телефоны, но и на электронные почтовые ящики [3].
Однако потребности современных абонентов постоянно растут, 
а объемы передаваемой и получаемой информации ежедневно увеличиваются.
Для решения этих вопросов предназначены разработанные и введенные в эксплуатацию не так давно сети третьего поколения 3G, в 
которых основные услуги составляет передача данных, а не голоса [6].
Следует заметить, что 3G обозначает не стандарт сотовой связи, 
а общее название всех высокоскоростных сетей. При этом огромные 
скорости передачи данных позволяют в режиме реального времени 
передавать на беспроводные устройства видеоизображение, а также 
обеспечивать постоянное соединение с локальными сетями и осуществлять выход в Интернет.
Очевидно, что сети третьего поколения 3G не станут финальным 
этапом развития сотовой связи. В настоящее время известны успешные примеры интегрирования различных видов связи, таких как сотовая, спутниковая, телевизионная и пр. Появляются гибридные 
устройства, включающие в себя несколько видов связи. Можно 
утверждать о скором создании новых сетей связи 4G, а возможно и 
5G [12]. Схематично история развития сетей мобильной связи приведена на рис. В.1 [13].

Рис. В.1. Развитие сетей мобильной связи

На каждом новом этапе развития сотовой связи появлялись все 
новые и новые уникальные возможности для создания перспективных услуг и сервисов. В книге будут рассмотрены наиболее популярные на данный момент услуги и сервисы мобильной связи.

УслоВные обозначения

3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) — консорциум разработки спецификаций для мобильной телефонии третьего поколения
π/4 DQPSK (π/4 Differential Quadrature Phase Shift Keying) — относительная квадратурная фазовая манипуляция
ATSC (Advanced Television Systems Committee) — комитет передовых 
телевизионных систем
AuC (Authentication Center) — центр авторизации доступа
BG (Border Gateway) — пограничный шлюз
BSC (Base Station Controller) — контроллер базовой станции
BSS (Base Station Subsystem) — подсистема базовой станции
BTS (Base Transceiver Station) — трансивер базовой станции
CD (Content Delivery) — доставка контента
CDMA (Code Division Multiple Access) — множественный доступ с 
кодовым разделением каналов
Cell ID (Cell Identity) — идентификатор соты
CELP (Code Excited Linear Prediction) — метод линейного предсказания с кодовым возбуждением
CG (Charging Gateway) — шлюз для связи с системой тарификации
CSD (Circuit Switched Data) — передача данных по коммутируемым 
линиям
DCF (DRM Content Format) — формат контента DRM
DDF (Device Description Framework) — структура описания устройства
DES3 (Data Encryption Standard 3) — стандарт шифрования данных 3
DF (Dedicated Files) — выделенные файлы
DLB (Distance from LMU to BTS) — геометрическое расстояние от 
контрольной точки измерений до базовой станции
DM (Device Management) — управление устройством
DMB (Distance from MS to BTS) — геометрическое расстояние от 
мобильного телефона до базовой станции
DNS (Domain Name System) — система доменных имен
DRM (Digital Right Management) — правила управления цифровыми 
данными
DS (Data Synchronization) — синхронизация данных
DVB-H (Digital Video Broadcast-Handheld) — цифровое видеовещание 
для портативных устройств
DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) — наземное цифровое 
вещание
ECSD (Enhanced CSD) — усовершенствованный CSD
E-DCH (Enhanced Dedicated Channel Handler) — улучшенный выделенный канальный обработчик

E-OTD (Enhanced Observed Time Difference) — улучшенный метод 
определения местоположения на основе разницы во времени получения сигнала
EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) — усовершенствованная технология передачи данных для глобального развития
EF (Elementary Files) — элементарные файлы
EFSUME (SetUpMenu Elements) — элементы установленного меню
EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) — Европейская геостационарная служба навигационного покрытия
EGPRS (Enhanced GPRS) — усовершенствованный GPRS
EHSCSD (Enhanced HSCSD) — усовершенствованный HSCSD
EIR (Equipment Identity Register) — реестр идентификации оборудования
EMS (Extended Message Service) — сервис расширенных сообщений
ETSI (European Telecommunications Standards Institute) — Европейский институт стандартизации телекоммуникаций
FDMA (Frequency Division Multiple Access) — множественный доступ 
с разделением каналов по частоте
FUMO (Firmware Update Management Object) — стандарт управления 
обновлениями прошивки
GGSN (Gateway GPRS Support Node) — узел поддержки шлюза GPRS
GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) — гауссовская частотная манипуляция с минимальным сдвигом
GPRS (General Packed Radio Services) — пакетная радиопередача данных
GSM (Global System for Mobile Communications) — глобальная система мобильных коммуникаций
GTD (Geometric Time Difference) — геометрическая разница времен
HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) — ретрансляционный протокол
HLR (Home Location Register) — реестр собственных абонентов
HOW (Hand-Over Word) — слово с информацией о передаче
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) — высокоскоростная 
нисходящая пакетная передача данных
HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel) — вспомогательный восходящий канал
HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel) — высокоскоростной общий нисходящий канал
HSPA (High Speed Packet Access) — высокоскоростная пакетная передача данных
HSPA Evolution (High-Speed Packet Access Evolution) — развитие высокоскоростной пакетной передачи данных
HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel) — разделяемый высокоскоростной нисходящий канал данных

HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel) — разделяемый нисходящий канал сигнализации
HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) — высокоскоростная восходящая пакетная передача данных
IEI (Information Element Identifiers) — идентификаторы информационных элементов
IMEI (International Mobile Equipment Identity) — международный 
идентификатор мобильного оборудования
IMPS (Instant Messaging and Presence Services) — сервисы срочных 
сообщений и индикации присутствия в сети
IMSI (International Mobile Subscriber Identity) — международный 
идентификатор мобильного абонента
ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) — цифровое наземное вещание объединенных сервисов
ITU (International Telecommunication Union) — Международный телекоммуникационный союз
IVR (Interactive Voice Response) — интерактивное голосовое взаимодействие
LBS (Location-based service) — сервисы определения местоположения
LMU (Location Measurement Unit) — блок определения местоположения
LOT (Location Observed Time) — время прохождения сигнала от ба-
зовой станции до контрольной точки измерений
MB (Message Begin) — начало сообщения
ME (Message End) — конец сообщения
MF (Master File) — мастер-файл
MMS (Multimedia Message Service) — сервис мультимедийных сообщений
MOT (Mobile Observed Time) — время прохождения сигнала от базовой станции до мобильного телефона
MS (Mobile Station) — мобильная станция
MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) — многофункциональная система повышения точности
MSC (Mobile Switching Center) — центр коммутации и управления
NAP (Network Access Point) — точка доступа в сеть
Navstar (NAVigation Satellite Time And Ranging) — измерение дальности и времени по навигационному спутнику
NDEF (NFC Data Exchange Format) — формат обмена NFC-данными
NFC (Near Field Communication) — беспроводная связь малого радиуса действия
NS (Network Subsystem) — подсистема сети
OMA DM (OMA Data Management) — управление данными
OTA (Over The Air) — беспроводной метод

PAP (Push Access Protocol) — протокол доступа для технологии Push
PDCF (Packetized DRM Content Format) — пакетный формат контента DRM
PDU (Protocol Description Unit) — блок описания протокола
POS (Point Of Sale) — терминал оплаты
PPG (Push Proxy Gateway) — прокси-шлюз системы вызова
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying; Quadrature Phase Shift Keying) — 
квадратурная фазовая манипуляция
REL (Rights Expression Language) — язык описания прав
RFID (Radio Frequency IDentification) — радиочастотная идентификация
RI (Rights Issuer) — правообладатель
RNC (Radio Network Controller) — контроллер радиосети
ROAP (Rights Object Acquisition Protocol) — протокол приобретения 
прав на объект
RPE-LTP (Regular Pulse Excited Long Term Prediction) — кодек с регулярным импульсным возбуждением и долговременным предсказанием
RTD (Real-Time Difference) — реальная разница времен
SAT (SIM Application ToolKit) — комплект поддержки SIM-карты
SBAS (Satellite Based Augmentation System) — спутниковая вспомогательная система
S-DMB (Satellite-Digital Multimedia Broadcasting) — спутниковое 
цифровое мультимедийное вещание
SF (Spreading Factor) — множитель разделения
SGSN (Serving GPRS Support Node) — узел поддержки обслуживания 
GPRS
SIM (Subscriber Identity Module) — модуль идентификации абонента
SimMP (SIM Mobile Payments) — мобильные SIM-платежи
SMPP (Short Message Peer to Peer) — протокол точка-точка для коротких сообщений
SMS (Short Message Service) — сервис коротких сообщений
SMSC (Short Message Service Center) — SMS-центр
SS7 (Signaling System Number 7) — сигнальная система номер 7
TA (Time Advanced) — метод определения расстояния на основе использования временных характеристик
TDMA (Time Division Multiple Access) — множественный доступ с 
разделением каналов по времени
T-DMB (Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting) — наземное цифровое мультимедийное вещание
TDoA (Time Difference of Arrival) — разница во времени получения 
сигнала
TLM (Telemetry word) — слово с информацией о телеметрии
TNF (Type Name Field) — поле типа имени

TOA (Time of Arrival) —время прибытия сигнала
TPS (Trusted Provisioning Server) — доверенный сервер обновлений
TS (Time Slots) — временные ячейки
TTFF (Time To First Fix ) — время до захвата сигнала
TTI (Transmission Time Interval) — интервал перeдачи данных
UDH (User Data Header) — заголовок пользовательских данных
UDHL (User Data Header Length) — длина заголовка пользовательских данных
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) — универсальная 
система мобильных телекоммуникаций
URI (Uniform Resource Identifier) — унифицированный идентификатор ресурса
URL (Universal Resource Locator) — унифицированное указание на 
расположение ресурса
USSD (Unstructured Supplementary Service Data) — неструктурированные дополнительные сервисные данные
VAS (Value Added Services) — создающие дополнительную стоимость 
сервисы
VLR (Visitor Location Register) — реестр гостей
VSELP (Vector Sum Excited Linear Prediction) — линейное предсказание с инициацией векторной суммы
WAAS (Wide Area Augmentation System) — система повышения точности позиционирования
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) — широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением
WIB (Wireless Internet Browser) — беспроводной интернет-браузер
WLAN (Wireless Loсal Area Network) — беспроводная локальная сеть
WML (Wireless Markup Language) язык разметки для информации, 
передаваемой по беспроводной связи
XML (EXtended Markup Language) расширенный язык разметки